新建公路对铁路隧道的影响 公路施工对隧道影响的三维有限元分析 整个三维有限元计算模型共 437369 个单元，80161 个节点，山体、隧道、挖方、填方、公路及隧道模型如图 1、图 2 所示。施工步涉及复杂的开挖、填方过程，地层环境也很复杂，公路与隧道为空间斜交状态，这些都决定了必须用更为复杂的处理方法进行讨论，方能得到可信度高的分析结果［8－9］。结合 ANSYS 软件的“生死单元”技术及网格自适应功能可有效、准确计算具有复杂几何边界及多种介质条件下的岩土、结构等二维、三维力学问题，对非均质地层的复杂三维应力场、位移场进行计算是可靠的。本次分析采纳 ANSYS 软件中提供的“生死单元”技术及网格自适应功能来进行整体模型上的全施工过程计算。因某一施工步之外的单元不起作用，故首先可直接将未填筑的单元网格“杀死”，然后施加相应边界条件，进行原状计算;再将开挖的单元杀死，进行开挖计算;最后把填筑单元“激活”，进行填方计算。通过不断运用网格自适应功能使系统作出调整，即根据施工步局部调整单元网格的“生死”，相应修正边界条件后重新计算，直到满足计算精度要求。本讨论采纳了参数化设计分析手段进行处理，将变化的参量定义成参数，建立分析过程命令流文件，由计算机自动地完成分析工作。另外，鉴于“生死单元”技术的基本对象是单元，为求得足够光滑的应力等值线，采纳 ANSYS 的网格自适应功能在挖、填交界附近以及地层变化较大区域进行局部网格加密以适应精度要求。计算模拟施工步骤如图 3 所示。明确原状情况下隧道状态是进一步评估施工影响和进行推断的基础，施加重力进行计算，得到隧道受力情况，同时也得到初始位移，在后续施工步中刨除已经图 3 主要施工步完成的这部分位移;而内力结果则在模型中与附加作用进行叠加，分析隧道的综合受力状态。工况 1 计算结果，如图 4～图 7 所示。 开挖与填方对隧道影响的综合分析 分析施工过程整体沉降位移云图、水平位移云图，及隧道变形云图、内力图等，取典型位置提取结果如(1)从有限元的计算结果来看，公路修筑至隧顶附近时，隧道拱顶与原状态相比，呈略微的上拱趋势，为 0．438mm 左右。这是因为开挖卸荷的作用，且由于隧道埋深超过 2 倍洞径，因此上部开挖对下部隧道虽有影响，但其量值并不大。挖方施工引起隧道的最大附加位移在 1mm 以内，隧道的最大附加应力为 1810kN•m/m，小于强度控制标准。(2)填筑其他段路基后，拱顶又产生新的下...
